量子纠缠解开“远距离幽灵般的动作”之谜

发布时间：2023-05-23 11:09:59 所属栏目：动态来源：

导读：据《自然·光子学》期刊发表的一项最新研究显示：量子纠缠显著提高了传感器的精度，这些传感器可以在没有GPS的情况下进行导航。这一让爱因斯坦感到不安的“远距离幽灵般的动作”这一神秘现象，逐渐变

据《自然·光子学》期刊发表的一项最新研究显示：量子纠缠显著提高了传感器的精度，这些传感器可以在没有GPS的情况下进行导航。这一让爱因斯坦感到不安的“远距离幽灵般的动作”这一神秘现象，逐渐变得平淡无奇。

所谓量子纠缠（quantum entanglement），是指量子力学中的一种奇特现象，它是发生在粒子之间的一种特殊耦合。当两个或多个基本粒子处于纠缠态时，它们之间的状态是相互依存的，我们无法单独描述某个粒子的性质，只能描述整体系统的性质现象。尽管粒子之间距离极远,甚至彼此隔绝宇宙的万里,但其中的测量结果会影响另一个粒子的状态,甚至可以在一瞬间传达信息。

量子纠缠这种看似矛盾和反直觉的行为已在许多实验中得到证实，并被认为是量子力学最迷人和神秘的方面之一。关于量子纠缠的研究在量子信息和量子通信领域得到了广泛的应用，如量子密码、量子密钥分发等。

通过对亚利桑那大学完成的实验的结果分析，通过量子纠缠，不仅提高了测量的灵敏度，也提高了测量的速度。”密歇根大学电气和计算机工程系副教授Zheshen Zhang介绍，实验使用光束对干扰进行响应。通过光学机械传感器测量干扰机械传感装置的力，而机械传感装置会相应地移动；然后用光波测量该运动。

激光源的光机械传感器的机制可能是依赖于至少两个同步的发射的激光束。一束光被称为振荡器的组件反射，振荡器的任何运动都会改变光在到达检测器的途中传播的距离。当第二条光束与第一条光束重叠时，任何此类行进距离差异都会显现出来。如果传感器静止不动，则两个光束完全对齐；如果传感器移动，不同波长的重叠的光波会产生的干涉图案，可清楚地透露出传感器接收到的运动的光波长的大小和传感器的速度。

“以前我们对量子增强光机械传感的研究，主要集中在提高单个传感器的灵敏度上。”亚利桑那大学图森分校的量子物理学家 Yi Xia 表示，“最近的理论和实验研究表明，纠缠可以大幅提高多个传感器之间的灵敏度，这种方法被称为分布式量子传感。”另外，量子纠缠虽然无视距离，但也极易受到外界干扰。量子传感器则可以利用这种灵敏度来检测在周围的环境中出现的最细微的干扰。

“我们的愿景是在自动驾驶车辆和航天器中部署此类集成传感器，可以在没有 GPS 信号的情况下实现精确导航。”Zheshen Zhang 表示，在未来一两年内，科学家们有望拥有原型芯片，其中包括压缩光源、分束器、波导和惯性传感器；而这将使这项技术更实用、更实惠、更容易获取。

（编辑：汽车网）

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